1、工業(yè)鍋爐用水的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)       

       A、  懸浮物

       懸浮物是表征水中顆粒較大一類雜質(zhì)的指標(biāo)。通常采用某些過(guò)濾材料分離水中不溶性物質(zhì)（其中包括不溶于水的泥土、有機(jī)物、微生物等）的方法來(lái)測(cè)定懸浮物，單位為mg/L。

       在水質(zhì)分析中，常用較易測(cè)定的“濁度”作為衡量懸浮物的指標(biāo)。濁度測(cè)定方法是以難溶性的不同質(zhì)量級(jí)配的硅化物（如白陶土、高嶺土等）分散在無(wú)濁水中，所產(chǎn)生的光學(xué)阻礙現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn)，單位為度或mg/LSiO2。

       B、   含鹽量

       含鹽量是表示水中溶解鹽類的總和。含鹽量有兩種表示方法：一是物質(zhì)的量表示法，即將水中各種陽(yáng)離子（或陰離子）均按帶一個(gè)電荷的離子為基本單元，計(jì)算其含量（mmol/L），然后將他們?nèi)肯嗉?；二是重量表示法，即將水中的各種陰離子、陽(yáng)離子的含量換算成mg/L，然后全部相加。

       C、  溶解固形物

       溶解固形物是水經(jīng)過(guò)過(guò)濾之后，那些仍溶于水中的各種無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物等，在水浴上蒸干，并在105～110℃下干燥至恒重所得的蒸發(fā)殘?jiān)Q為溶解固形物，單位：mg/L。在不嚴(yán)格的情況下，當(dāng)水比較潔凈時(shí)，水中的有機(jī)物含量比較少，有時(shí)也用溶解固形物來(lái)近似地表示水中的鹽含量。

       D、   電導(dǎo)率

衡量水中含鹽量zui簡(jiǎn)單和迅速的方法是測(cè)定水的電導(dǎo)率。表示水中導(dǎo)電能力大小的指標(biāo)，稱作電導(dǎo)率。電導(dǎo)率是電阻的倒數(shù)，可用電導(dǎo)儀測(cè)定。水越純凈，含鹽量越小，電導(dǎo)率越小。水電導(dǎo)率的大小除了與水中離子的含量有關(guān)外，還和離子的種類有關(guān)，單憑電導(dǎo)率不能計(jì)算水中含鹽量電導(dǎo)率的單位為S/㎝。

       E、   硬度

       硬度是指水中某些易于形成沉淀的金屬離子，它們都是二價(jià)或二價(jià)以上的離子（如Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+等）。在天然水中，形成硬度的物質(zhì)主要是鈣、鎂離子，所以通常認(rèn)為硬度就是指這兩種離子的量。鈣鹽部分包括：重碳酸鈣、碳酸鈣、硫酸鈣、氯化鈣；鎂鹽部分包括：重碳酸鎂、碳酸鎂、*、氯化鎂。鈣鹽部分稱為鈣硬度，鎂鹽部分稱為鎂硬度，總硬度等于二者之和。

       a)   硬度的分類

       硬度可按水中存在陰離子種類分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。

       1、碳酸鹽硬度是指水中鈣、鎂的重碳酸鹽與碳酸鹽的含量。天然水中碳酸根非常少，所以碳酸鹽硬度看作是鈣、鎂的重碳酸鹽硬度，此類鹽的硬度在水沸騰時(shí)就從溶液中析出而產(chǎn)生沉淀，所以也叫暫時(shí)硬度。

       2、非碳酸鹽硬度是指水中鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物等的含量。由于這種硬度在水沸騰時(shí)不能析出沉淀，也稱*硬度。

       當(dāng)水中HCO3-含量小于水中鈣鎂總量時(shí)，水的硬度有碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度；當(dāng)水中HCO3-含量大于水中鈣鎂總量時(shí)，水的硬度有碳酸鹽硬度和過(guò)剩堿度（有時(shí)也稱負(fù)硬度），對(duì)這種水質(zhì)稱為負(fù)硬水。

       b)   硬度的表示方法

       硬度的表示方法一般用物質(zhì)的量濃度或者用鈣、鎂離子換算成CaCO3的含量來(lái)表示。

       1、用物質(zhì)的量濃度表示（mmol/L）

       這是一種zui常見(jiàn)的表示物質(zhì)濃度的方法，而且是法定計(jì)量單位。硬度、堿度和含鹽量等水質(zhì)指標(biāo)，均以此表示水中物質(zhì)濃度的大小，而且是以一價(jià)離子作為基本單元。對(duì)于二價(jià)離子（或分子）則以1/2作為基本單元。這樣，用物質(zhì)的量濃度（mmol/L）表示水中硬度物質(zhì)濃度的時(shí)候，在數(shù)值上就與過(guò)去習(xí)慣用的毫克當(dāng)量/升（meq/L）表示法*相同。

水的硬度定義為：                           

       式中：YD(1/2Ca2+、1/2Mg2+)--水的硬度，（mmol/L）；

       n(1/2Ca2+）、n(1/2Mg2+)--表示以（1/2Ca2+）、（1/2Mg2+）

       為基本單元物質(zhì)的量，mmol/L；

       V --水樣的體積，L。

       2、用鈣、鎂離子換算成CaCO3的含量來(lái)表示

       有許多水質(zhì)分析資料用鈣、鎂離子換算成CaCO3的含量來(lái)表示水的硬度。因?yàn)?/2CaCO3的摩爾質(zhì)量為50g，所以1mmol/L相當(dāng)于50mg/L（CaCO3）或50ppmCaCO3，也可換算成美制單位，則1gra/gal相當(dāng)于17.1 mg/L（CaCO3），即1mmol/L硬度相當(dāng)于0.342gra/gal（CaCO3）。

       3、用‘度’表示

       硬度的單位也有用‘度’表示的，如‘德國(guó)度’、‘英國(guó)度’等，他們都有不同的定義。我國(guó)在水質(zhì)分析中經(jīng)常采用德國(guó)度。用的符號(hào)。G表示。它的定義是：當(dāng)水樣中的硬度離子濃度相當(dāng)于10mg/LCaO時(shí)稱為1度。1mmol/L=2.8德國(guó)度。

       F、  堿度

       堿度是表示水中能接受氫離子的一類物質(zhì)的量。如溶液中的OH-、HCO3-、CO32+及其他弱酸鹽類。在天然水中主要的是碳酸氫鹽，有時(shí)還有少量的腐植酸質(zhì)弱酸鹽類。鍋水中的堿度主要以O(shè)H-、CO32-的形式存在。水中的堿度可能有五種不同的形式：只有OH-堿度；只有CO32+堿度；只有HCO3-堿度；同時(shí)有OH-+CO32-堿度；同時(shí)有HCO3-+CO32-堿度。

       硬度與堿度的關(guān)系

       硬度是表示水中Ca2+、Mg2+等金屬離子的含量；堿度是表示水中OH-、HCO3-、CO32+等陰離子的含量。水溶液中硬度與堿度的成分都是以離子狀態(tài)單獨(dú)存在的，但出于判斷水質(zhì)及選擇水處理工藝的需要，有時(shí)將它們組成假想的化合物。

       假想化合物的組成次序原則是根據(jù)水體在蒸發(fā)濃縮時(shí)，陰、陽(yáng)離子形成化合物的溶解度由小到大的次序先后組合的。陽(yáng)離子按Ca2+、Mg2+、Na+、K+的次序排列；陰離子按HCO3-、SO42-、Cl-的次序排列。即首先組成假想化合物是Ca2+、Mg2+與HCO3-組成Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2，原因是當(dāng)水體受熱時(shí)，它們?nèi)菀邹D(zhuǎn)化成難溶的沉淀物CaCO3和Mg(OH)2，然后剩余的依次組合。如下表所示。

       水中硬度與堿度的關(guān)系有以下幾種情況：

       1、堿度＞硬度

       當(dāng)水中Ca2+、Mg2+與HCO3-結(jié)合生成Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2后，同時(shí)還存在Na+、K+的碳酸氫鹽，但沒(méi)有非碳酸氫鹽存在。此時(shí)，堿度減去硬度所得的差等于Na+、K+的碳酸氫鹽。這部分多出的Na+、K+的碳酸氫鹽堿度即所謂過(guò)剩堿度亦稱為負(fù)硬度。

       2、堿度=硬度

       當(dāng)水中Ca2+、Mg2+*與HCO3-結(jié)合生成Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2，無(wú)Na+、K+的碳酸氫鹽，也沒(méi)有非碳酸氫鹽存在時(shí)，水中堿度與硬度相等。

       3、堿度＜硬度

       此時(shí)有兩種情況：一種是1/2Ca2+＞HCO3-的鈣硬水，此時(shí)水中有非碳酸鹽硬度CaSO4、MgSO4存在，但沒(méi)有鎂的碳酸鹽硬度Mg(HCO3)2。

       另一種是1/2Ca2+＜HCO3-的鎂硬水，水中有鎂的碳酸鹽硬度Mg(HCO3)2存在，但沒(méi)有鈣的非碳酸鹽硬度存在，而有鎂的非碳酸鹽硬度MgSO4存在。

       但上述兩種情況，無(wú)論是哪種，水中都有非碳酸鹽硬度存在，而沒(méi)有Na+、K+的碳酸氫鹽存在。

       G、   酸度

       酸度是表示水中能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)的量?？赡苄纬伤岫鹊奈镔|(zhì)有：強(qiáng)酸、強(qiáng)酸弱堿鹽和弱酸。水中這些物質(zhì)對(duì)強(qiáng)堿的全部中和能力稱為總酸度。水中酸度的測(cè)定是用強(qiáng)堿標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)滴定的。

       H、  8.量  75/F78  有機(jī)物

       天然水中的有機(jī)物一般是指腐植物質(zhì)、水生物生命活動(dòng)產(chǎn)物以及水生活污水和工業(yè)廢水的污染物等。有機(jī)物當(dāng)進(jìn)行生物氧化分解時(shí)，需要消耗水中的溶解氧，而在缺氧的條件下就會(huì)發(fā)生腐爛發(fā)酵，惡化水質(zhì)。水中的有機(jī)物成分極其復(fù)雜，定性與定量都很困難。一般都是測(cè)定一些代替參數(shù)，代替有機(jī)物含量。代替參數(shù)如下：

       a)   化學(xué)需氧量（COD）

       化學(xué)需氧量是指在一定條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，在水樣有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等所消耗的該氧化劑的量，計(jì)算時(shí)折合為氧氣的質(zhì)量濃度，簡(jiǎn)寫代號(hào)為COD，單位用mg/LO2來(lái)表示。

       b)   生化需氧量（BOD）

       生化需氧量是指在有氧的條件下，水中有機(jī)物與無(wú)機(jī)物進(jìn)行生物氧化時(shí)所消耗溶解氧的質(zhì)量濃度。單位也用mg/LO2來(lái)表示。

       生物氧化的整個(gè)過(guò)程一般可分為兩個(gè)階段，*階段主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)二氧化碳、水和氨的過(guò)程；第二階段主要是氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過(guò)程。對(duì)于工業(yè)用水，因?yàn)榘币呀?jīng)是無(wú)機(jī)物，它的進(jìn)一步氧化，對(duì)環(huán)境衛(wèi)生的影響較小，所以生化需氧量通常指*階段有機(jī)物氧化所需的氧量。通常以5天作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱5天生化需氧量，用符號(hào)BOD5表示。

       c)   總有機(jī)碳（TOC）

       總有機(jī)碳是指水中有機(jī)物的總含碳量，即將水樣中的有機(jī)碳在900℃高溫和加催化劑的條件下汽化、燃燒，這時(shí)水樣中的有機(jī)碳和無(wú)機(jī)碳全部氧化成CO2，然后利用紅外線氣體分析法分別測(cè)定總的CO2和無(wú)機(jī)碳產(chǎn)生的CO2量，兩者之差即為總的有機(jī)碳量。

       2、離子交換樹脂       

       離子交換水處理就是通過(guò)與交換劑的離子交換反應(yīng)，除去水中的離子態(tài)雜質(zhì)。對(duì)于低壓鍋爐，通常采用鈉離子交換來(lái)除去水中的硬度物質(zhì)，以防止鍋爐結(jié)垢。

       A、  離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)類型

       按離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)類型，可分為凝膠型、大孔型和均孔型等。

       1.凝膠型樹脂的孔徑很小，一般只有1～2nm，因此它的抗污染能力和抗氧化性較差，易受有機(jī)物等污染。另外它的交聯(lián)度通常只有1%～7%，因此機(jī)械強(qiáng)度也較低。為了克服這些缺點(diǎn)，已開發(fā)不少改進(jìn)型樹脂。

       2.大孔型樹脂：大孔型樹脂一般在20～200nm以上，其交聯(lián)度一般可達(dá)16%～20%，從而使其機(jī)械強(qiáng)度也大得多，且不易降解。同時(shí)它的抗污染能力和抗氧化性均較強(qiáng)。

       3.均孔樹脂：這種樹脂是為了防止有機(jī)物污染而研制的一種強(qiáng)堿性陰樹脂。對(duì)有機(jī)物的吸著是可逆的，所以不易污染。

       B、  離子交換樹脂的性能

       a、顏色

       離子交換樹脂因其組成的成份、基團(tuán)和結(jié)構(gòu)等不同，而呈現(xiàn)出不同的顏色，苯乙烯樹脂大都呈黃色。

       樹脂的本身顏色一般與其物理性能和化學(xué)性能并無(wú)大的關(guān)系。在使用中，因交換離子的轉(zhuǎn)換，樹脂顏色也會(huì)發(fā)生一些變化，這一般是正?，F(xiàn)象。但如果樹脂受鐵離子或有機(jī)物等雜質(zhì)的污染，顏色明顯變深、變暗，就很可能會(huì)影響到樹脂的性能，尤其是交換容量會(huì)大大降低，在這種情況下，應(yīng)對(duì)樹脂進(jìn)行復(fù)蘇處理。

       另外，雖然有時(shí)同一型號(hào)的樹脂，各批生產(chǎn)的顏色會(huì)略有不同，但同一批生產(chǎn)的樹脂顏色應(yīng)是均勻一致的。如果樹脂中明顯混雜有不同顏色的顆粒，則該樹脂的質(zhì)量就很難保證，購(gòu)買時(shí)應(yīng)注意鑒別。

       b、形狀

       離子交換樹脂一般均呈球形狀。呈球狀顆粒的樹脂與樹脂總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱為圓球率。對(duì)于軟化水處理來(lái)說(shuō)，圓球率越大越好，一般應(yīng)達(dá)90%以上。

       c、粒度

       離子交換樹脂的粒度是指樹脂以出廠時(shí)的活性基團(tuán)形式，在水中充分膨脹后的顆粒直徑。樹脂的粒度一般為0.3-1.2mm。

       樹脂顆粒的大小，對(duì)離子交換水處理工藝有較大的影響。顆粒大，離子交換速度慢，樹脂交換容量??；顆粒小，水流通過(guò)樹脂層的壓力損失大，當(dāng)樹脂顆粒過(guò)小時(shí)，還會(huì)嚴(yán)重影響交換器的出水，且樹脂易跑失；如果顆粒大小相差很大，對(duì)交換器的運(yùn)行和再生也很不利，首先會(huì)造成水流分布不勻，阻力增大；其次在反洗時(shí)，若流速過(guò)大易沖走小顆粒樹脂，流速過(guò)小則不能松動(dòng)大顆粒樹脂。

       d、密度

       樹脂的密度，根據(jù)含水情況可分為干密度和濕密度，干密度大，實(shí)用意義不大，所以不常用。

       濕密度又有濕真密度和濕視密度之分。它的區(qū)別是，前者在計(jì)算樹脂的體積時(shí)樹脂顆粒之間的空隙不計(jì)入，叫真實(shí)體積；后者則包括孔隙所占的體積，叫堆積體積?？捎蓾褚暶芏扔?jì)算出樹脂的裝載量。

       e、含水率

       離子交換樹脂的含水率，是指在潮濕空氣中，樹脂本身所保持的水量，它包括樹脂結(jié)構(gòu)中親水活性基團(tuán)的水合水分和交聯(lián)網(wǎng)孔中的游離水分。樹脂的含水率與交聯(lián)度有關(guān)，交聯(lián)度越低，含水率越。001×7樹脂的含水量占其質(zhì)量的一半，約為45-55%。

       樹脂在使用中，如果發(fā)生鏈的斷裂、微孔結(jié)構(gòu)的變化，交換容量下降等現(xiàn)象，含水量也隨著起變化。因此，樹脂含水量的變化也反映出樹脂內(nèi)在的質(zhì)量變化。

       f、耐磨性

       耐磨性是樹脂的一項(xiàng)重要指標(biāo)，耐磨性差，機(jī)械強(qiáng)度就低，在使用中破碎嚴(yán)重，損耗量大，樹脂層阻力大，嚴(yán)重的會(huì)影響設(shè)備的產(chǎn)水量。正常情況下樹脂每年破損率不超過(guò)3%-7%。

       g、溶解性

       樹脂是一種不溶于水的高分子化合物，但在產(chǎn)品中免不了會(huì)含有少量低聚合物。這些低聚合物較易溶解，因此新樹脂在使用初期，往往會(huì)因低聚合物逐漸溶解，而使出水帶有顏色。

       樹脂在使用中，有時(shí)也會(huì)發(fā)生某些高分子轉(zhuǎn)變成膠體漸漸溶入水中的現(xiàn)象，Na型樹脂比Ca型易膠溶，所再生后備用的軟水器剛投入運(yùn)行時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生出水帶黃色的現(xiàn)象，就是樹脂發(fā)生膠溶的緣故。

       h、溶脹性

       將干燥的樹脂浸入水中時(shí)，其體積往往會(huì)變大。有時(shí)樹脂在失效時(shí)和再生后，體積也會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為樹脂的溶脹性。由于樹脂具有這樣的性能，因而在其交換和再生的過(guò)程中會(huì)發(fā)生脹縮現(xiàn)象，多次的脹縮會(huì)促使顆粒破碎。另外，干燥的樹脂如直接浸泡在水中，樹脂也會(huì)因一下子溶脹而碎裂，故干燥樹脂需先浸泡在飽和食鹽水中，讓其逐漸溶脹。

       i、耐熱性

       各種離子交換樹脂能承受的溫度都是有限度的，超過(guò)此溫度，樹脂就會(huì)發(fā)生分解，大大影響樹脂的強(qiáng)度和交換容量。通常陽(yáng)離子交換樹脂比陰離子交換樹脂耐熱性能好，鹽型樹脂比酸型或堿型樹脂耐熱性能好。

       一般陽(yáng)離子交換樹脂在100℃以下，陰離子交換樹脂在60℃以下使用安全，生產(chǎn)如有條件，可適當(dāng)提高系統(tǒng)的溫度，以利樹脂的交換和再生過(guò)程。

       j、交換容量

       交換容量是表示離子交換劑能夠交換多少離子量的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)子交換劑zui重要的性能指標(biāo)。實(shí)際應(yīng)用中，一般有以下兩種交換容量：

       全交換容量：表示一定量的離子交換劑中活性基團(tuán)的總量，它反應(yīng)出交換劑中所有交換基團(tuán)全部發(fā)生交換反應(yīng)時(shí)的交換容量，單位為mmol（一價(jià)基本單元物質(zhì)）/g（干樹脂）或mmol/mL（一價(jià)基本單元物質(zhì)）（濕樹脂）兩種。對(duì)同一種樹脂來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)慕宦?lián)度一定時(shí)，全交換容量基本上是一個(gè)常數(shù)，001×7陽(yáng)離子交換樹脂的全交換換容量規(guī)定≥4.2mmol/g。

       工作交換容量：工作交換容量是指交換劑在工作狀態(tài)下所能交換離子的量，一般用體積單位來(lái)表示，單位為mmol/mL（一價(jià)基本單元物質(zhì)）（濕樹脂）或mol/L（濕樹脂）兩種。

       工作交換容量受工作條件影響很大，如原水的成分、雜質(zhì)濃度、溫度、流速、出水水質(zhì)要求、樹脂層高度、運(yùn)行方式和設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理性等，所以數(shù)值不可能是一個(gè)常數(shù)，它的變化幅度很大。工作交換容量與全交換容量的關(guān)系不大，但與再生條件有直接關(guān)系。也就是說(shuō)，樹脂再生的好壞直接影響其工作交換容量的大小。

       k、離子交換的選擇性

       離子交換樹脂對(duì)溶液中各種離子的交換能力并不相同，有些離子容易與樹脂發(fā)生交換反應(yīng)，但交換后要將它們?cè)偕聛?lái)就比較困難（如Fe3+）；而另一些離子較難與樹脂發(fā)生交換反應(yīng)，但很容易從樹脂中再生下來(lái)（如Na+），離子交換樹脂對(duì)不同離子的交換反應(yīng)難易程度不同的這種性質(zhì)，稱為離子交換的選擇性。

       離子交換的選擇性與離子所帶電荷及水合離子半徑等有關(guān)，

       （1）強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂的選擇性順序?yàn)椋篎e3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。從上面的選擇性順序可以看出鈉型離了交換樹脂（NaR）與水中的Ca2+、Mg2+很容易發(fā)生交換反應(yīng)，生成R2Ca和R2Mg，但要將它們?cè)偕聛?lái)就比較困難；

       （2）弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂對(duì)常見(jiàn)陽(yáng)離子的選擇性順序?yàn)椋篐+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+；

       （3）強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂對(duì)常見(jiàn)陰離子的選擇性順序?yàn)椋篠O42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3-；

       （4）弱堿性陰離子交換樹脂對(duì)常見(jiàn)陰離子的選擇性順序?yàn)椋篛H->SO42->NO3->Cl->HCO3-；

       從上面的規(guī)律可以得出，設(shè)置弱型交換劑可降低再生劑的耗量，但如果要求除去水中的Na+ 和HSiO3-時(shí)，則必須設(shè)置強(qiáng)型交換劑。另外還可以看出，Na+ 和HSiO3-總是zui后被交換，因此對(duì)于H型離子交換劑，通常將出水漏Na+作為交換器運(yùn)行控制終點(diǎn)，對(duì)于OH型離子交換劑，則將出水漏HSiO3-作為交換器運(yùn)行控制終點(diǎn)。

       上述選擇性順序只適用于低含鹽量的水，在高含鹽量的情況下，選擇順序就有些不同，如鈉離子交換器再生時(shí)，在一定濃度的鹽液中樹脂對(duì)Na+的吸收會(huì)優(yōu)先于Ca2+ 、Mg2+。

       C、  離子交換樹脂的使用

       離子交換樹脂雖然有很高的穩(wěn)定性，但是如果使用或貯存不當(dāng)，也易受到污染或破損，從而導(dǎo)致其交換容量下降甚至喪失。

       a、樹脂使用前處理

       新樹脂在使用之前，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，其目的是：洗去樹脂表面的可溶性雜質(zhì)及樹脂在制造過(guò)程中所夾雜的金屬離子，并使樹脂轉(zhuǎn)型成所需的形式。樹脂經(jīng)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理不僅可提高其穩(wěn)定性，而且還可以起到活化樹脂、提高工作交換容量和出水質(zhì)量的作用。

       新樹脂在預(yù)處理前，應(yīng)先用水使樹脂充分膨脹，但如果樹脂在運(yùn)輸或貯存過(guò)程中脫了水，則不可將干樹脂直接浸入水中，以防樹脂因急劇膨脹而破裂。對(duì)于已脫水的樹脂，須先放在20-25%的食鹽水中浸泡一定時(shí)間，然后逐漸用水稀釋，使樹脂緩慢地膨脹到zui大體積。

       鈉離子交換樹脂通常都以Na型出廠，所以在使用前用10-15%的食鹽水浸泡18-20小時(shí)，然后用水清洗至出水合格，便可投入運(yùn)行。

       b、樹脂使用中應(yīng)注意的問(wèn)題

       保持樹脂的強(qiáng)度：要盡量避免或減少樹脂的磨損，并防止樹脂交替地風(fēng)干和濕潤(rùn)、冷凍和過(guò)熱等。

       保持樹脂的穩(wěn)定性：要盡量避免或減少對(duì)樹脂的污染，如懸浮物、有機(jī)物、鐵離子、游離氯等雜質(zhì)的污染。

       D、  離子交換樹脂的貯存

       樹脂的貯存，主要注意以下幾點(diǎn)：

       a、濕法貯存

       樹脂如失水風(fēng)干會(huì)大大影響其強(qiáng)度和使用壽命，因此必須注意保持樹脂的水分。貯存時(shí)，可將樹脂浸泡在清水中或食鹽水中。如果是包裝未拆封的新樹脂，應(yīng)注意包裝的密封和完整，防止因包裝破損而使樹脂失水。

       b、鹽型存放

       軟水器如停用時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)將已使用過(guò)的鈉離子交換樹脂用10%的NaCl溶液轉(zhuǎn)成Na型。

       c、防凍防熱

       樹脂在貯存和運(yùn)輸過(guò)程中，溫度不宜過(guò)高或過(guò)低，一般zui高不超過(guò)40℃，zui低不得在0℃以下。所以樹脂不宜放在高溫設(shè)備附近，夏季不要放在陽(yáng)光直接照射的地方；冬季應(yīng)注意保溫，如無(wú)保溫條件，可將樹脂貯存在相應(yīng)濃度的食鹽水中，以免凍裂。NaCl溶液的冰點(diǎn)如下表。

       d、防止污染和發(fā)霉

       新樹脂貯存時(shí)，應(yīng)避免和鐵容器、氧化劑、油類及有機(jī)溶劑等接觸，以防樹脂污染。軟水器如長(zhǎng)期停用時(shí)，為防止交換器內(nèi)壁及樹脂表面因微生物繁殖而長(zhǎng)青苔等藻類或發(fā)霉，應(yīng)定期更換交換器內(nèi)的清水，尤其是在溫度較高的條件下，更應(yīng)注意。必要時(shí)可用滅菌處理:可用1-2%的過(guò)乙酸或0.5-1%甲醛滅菌溶液浸泡數(shù)小時(shí)，然后用水沖洗至不含滅菌劑為止。

       此外，樹脂在貯存時(shí)還應(yīng)防止重物的擠壓，以免破碎。

       E、  樹脂污染及污染后的處理

       a、樹脂變質(zhì)

       樹脂變質(zhì)的主要原因是由于水含有氧化劑，尤其是自來(lái)水中殘留的游離余氯含量過(guò)高（≥0.5mg/L）時(shí)，就會(huì)使樹脂結(jié)構(gòu)遭到破壞，當(dāng)溫度較高或水中有重金屬離子存在時(shí)，更易加速樹脂變質(zhì)。

       樹脂變質(zhì)的現(xiàn)象為：顏色變淺，透明度增加，體積增大，此后樹脂的強(qiáng)度急劇下降，導(dǎo)致樹脂大量破碎，交換容量降低。樹脂的變質(zhì)是無(wú)法逆轉(zhuǎn)的，被余氯污染嚴(yán)重的樹脂將會(huì)全部報(bào)廢。

       除去水中游離余氯一般是在軟水器前設(shè)置活性碳過(guò)濾器，或者是往自來(lái)水中投加亞硫酸鈉。

       b、鐵污染

       樹脂被鐵污染的原因，主要是水源水或再生劑中含鐵量過(guò)高（≥0.3mg/L）。

       樹脂被鐵污染的現(xiàn)象為：顏色明顯變深、變暗，嚴(yán)重時(shí)變成暗褐色或黑色，再生困難，交換容量大大降低，產(chǎn)水量明顯減少且出水水質(zhì)變差。

       被鐵污染后的樹脂可用鹽酸處理進(jìn)行復(fù)蘇。先取少量樹脂通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定zui適宜的酸液濃度和酸洗時(shí)間。然后將樹脂移到耐酸的容器中，采用8-12%HCl將樹脂浸泡或低流速循環(huán)，二者交替進(jìn)行，時(shí)間約為10-20小時(shí)。在酸洗期間，應(yīng)定期測(cè)定清洗液的酸度，如鐵污染較嚴(yán)重，酸度下降較快，宜在中途更換部分酸液，以使復(fù)蘇*。

       鈉離子交換樹脂酸洗后，先用清水清洗至排水接近中性，然后用1-2%NaOH浸泡或低流速循環(huán)2-4小時(shí)，再用10%食鹽水浸泡15-20小時(shí)，zui后再用清水清洗至出水氯離子含量接近進(jìn)水含量。

       為防止鐵污染，一是應(yīng)采用非金屬管道設(shè)備或者進(jìn)行管道防腐，二是對(duì)含鐵量高的源水，*行除鐵預(yù)處理。

       c、有機(jī)物污染

       當(dāng)水中有油脂類、腐植酸及其它有機(jī)物時(shí)，極易在樹脂表面形成一層油膜，堵塞樹脂的微孔，對(duì)交換基團(tuán)起封閉作用，從而嚴(yán)重影響樹脂的性能。

       樹脂被有機(jī)物污染的現(xiàn)象為：樹脂層易結(jié)塊，樹脂密度減小，顏色變深發(fā)黑，交換容量明顯下降，再生困難，出水水質(zhì)變差。這些現(xiàn)象極易與樹脂被鐵污染的現(xiàn)象混淆，區(qū)別辦法是：取少量被污染的樹脂放入小試管中，加入少量水后搖動(dòng)2-5min，然后仔細(xì)觀察，如是有機(jī)物污染，會(huì)看到有彩虹現(xiàn)象。也可將少量樹脂浸泡在5-10%HCl中，經(jīng)2-4小時(shí)后，若溶液顏色變成黃綠色，樹脂顏色變淺，為鐵污染。

       樹脂被有機(jī)物污染的復(fù)蘇方法：一般可用2-4% NaOH和8-10% NaCl混合溶液，加熱至40-50℃后，對(duì)樹脂進(jìn)行堿洗。堿洗可分2-4次進(jìn)行，每次持續(xù)6-8小時(shí)，中間用水沖洗。

防止有機(jī)物污染，關(guān)鍵是對(duì)含有有機(jī)物的原水采取混凝、過(guò)濾或活性碳過(guò)濾等預(yù)處理。

       3、 離子交換器的工作過(guò)程       

       以下主要介紹鈉離子交換軟化處理：

       鈉離子交換的目的就是除去水中的Ca2+、Mg2+，使硬水變成軟水，以防止鍋爐結(jié)垢。當(dāng)水源水的堿度較低時(shí)，低壓鍋爐的給水都可以采用鈉離子交換處理。軟水器一般由運(yùn)行、反洗、吸鹽、鹽箱補(bǔ)水、正行等五個(gè)工位組成。

       A、  運(yùn)行

       水通過(guò)交換器中的離子交換樹脂層，除去水中大部分或全部鈣、鎂離子的過(guò)程。其離子交換的反應(yīng)過(guò)程如下：

2RNa +  Ca2+（Mg2+）         R2Ca（R2Mg）  +  2Na+

有效樹脂           硬水                     失效樹脂              軟水

       當(dāng)水流首先接觸的上層交換劑失效后，繼續(xù)進(jìn)入的原水就與下一層交換劑進(jìn)行離子交換，從而使工作層不斷下移。整個(gè)交換劑層便分為三個(gè)區(qū)域，如圖3-1所示：

       上部是失效的樹脂層，在這一層中由于前期的運(yùn)行，交換劑都已呈Ca2+、Mg2+型，失去了繼續(xù)軟化的能力，硬水通過(guò)這層時(shí)不再發(fā)生變化，故這一層稱為失效層（也叫飽和層）；

       中間一層為交換層，也叫工作層，水通過(guò)這一層時(shí)，水中的Ca2+、Mg2+與交換劑中的Na+進(jìn)行交換反應(yīng)，因此在這層交換劑中既有Na型的，也有Ca、Mg型的；

       zui下部的交換劑是尚未參加交換反應(yīng)的，基本都是Na型。隨著交換劑的運(yùn)行，失效層的區(qū)域不斷增大，工作層不斷下移，未交換區(qū)域隨之減少。

       當(dāng)工作層下移至接近交換劑層底部時(shí)，出水中將會(huì)因Ca2+、Mg2+穿透而出現(xiàn)硬度，因此為保證出水合格，應(yīng)在底部保留一定的Na型未交換劑層，即當(dāng)工作層到達(dá)交換劑層底部之前，就應(yīng)再生交換劑，故zui底層的未交換劑層被稱為保護(hù)層。

       影響工作層厚度的因素：

       ①、運(yùn)行流速，水通過(guò)交換劑層的流速越快，工作層應(yīng)越厚。

       ②、原水水質(zhì)，出水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一定時(shí)，原水中要除去離子濃度越大，工作層應(yīng)越厚。

       ③、離子交換劑的顆粒越大，水流溫度越低，交換反應(yīng)的速度慢，工作層就應(yīng)越厚。

       B、  再生過(guò)程

       使失效離子交換樹脂恢復(fù)交換能力的過(guò)程，包括但不限于反洗、再生、置換、正洗等步驟。

       C、  反洗

       離子交換樹脂失效后，用水由下向上清洗離子交換樹脂層，使其膨脹而松動(dòng)，同時(shí)清除樹脂層上部的懸浮物和破碎樹脂等雜質(zhì)的步驟。

       反洗的目的：

       一是通過(guò)反洗，使運(yùn)行中壓緊的樹脂層松動(dòng)，有利于樹脂顆粒與再生液充分接觸；

       二是清除運(yùn)行時(shí)在樹脂表層積累的懸浮物及破碎的樹脂，使交換器的水流阻力不會(huì)越來(lái)越大。

       同時(shí)為保證反洗時(shí)完整的樹脂不被沖走，需要在罐體頂部設(shè)置一定的反洗空間，反洗強(qiáng)度越大要求的反洗空間越大。設(shè)計(jì)時(shí)，順流再生與逆流再生固定床離子交換器應(yīng)有樹脂高度的40%～50%的反洗膨脹高度。

       D、 再生

       將一定濃度的再生液以一定的流速流過(guò)失效的離子交換樹脂層，使離子交換樹脂恢復(fù)其交換能力的步驟。根據(jù)再生液的流向不同，再生又分為順流再生（再生液的方向與運(yùn)行時(shí)的方向相同）和逆流再生（再生液的方向與運(yùn)行時(shí)的方向相反）兩種。本技術(shù)手冊(cè)將再生稱為吸鹽。

       再生劑的耗量：使交換劑恢復(fù)1mol的交換能力，所消耗再生劑的量（g），稱為再生劑的耗量，用NaCl再生時(shí)，也稱為鹽耗。

       E、  置換

       置換是再生的延續(xù)步驟。交換器停止進(jìn)鹽后，繼續(xù)以再生時(shí)的液流流向和相近的流速注入水，使交換器內(nèi)的再生液在進(jìn)一步再生樹脂的同時(shí)被排代出來(lái)。

       再生液進(jìn)完后，罐體上部及樹脂內(nèi)還有未參與再生的鹽液，為充分利用這部分鹽液，繼續(xù)從噴射器進(jìn)水進(jìn)行清洗。一般清洗水量為0.5～1倍樹脂體積。置換時(shí)，鹽箱內(nèi)的空氣止回閥關(guān)閉，空氣不得進(jìn)入罐體。

       F、  鹽箱補(bǔ)水

       鹽水吸完后，向鹽箱中補(bǔ)充再生所需鹽耗量的水。

       25℃下，1L水可溶解360g鹽達(dá)到飽和（濃度為26.4%）。

       為使鹽箱中的鹽液達(dá)到飽和，應(yīng)確保溶解時(shí)間大于6小時(shí)，且鹽箱中有足夠的固體鹽。

       G、 正洗

       置換過(guò)程結(jié)束后或者停備用交換器開始投運(yùn)前，進(jìn)水按運(yùn)行時(shí)的流向清洗離子交換樹脂層，洗去再生廢液和需除去的離子，直至出水合格為止的步驟。一般正洗水量為3～6～倍樹脂體積。

       4、影響再生效果的因素       

       A、  再生方式

       一般逆流再生的效果比順流再生好。

       順流再生時(shí)，由于再生液首先接觸的是交換器上部已*失效的交換劑，當(dāng)再生液從上至下流至交換劑底部保護(hù)層時(shí)，再生液中不但Na+含量已很低，而且還含有大量已被交換下來(lái)的Ca2+、Mg2+，而離子交換是可逆的。因此，順流再生時(shí)交換器底部的交換劑一般不能獲得很好的再生，有時(shí)底部的保護(hù)層樹脂甚至?xí)辉偕聛?lái)的Ca2+、Mg2+污染，影響出水質(zhì)量。為了提高交換劑的再生度，就需要增加再生劑的用量。

       逆流再生時(shí)，再生液首先接觸的是失效程度較低的保護(hù)層，當(dāng)流至失效程度zui高的交換劑層時(shí)，雖然交換下來(lái)的Ca2+、Mg2+濃度較高，但由于隨即被排出，故有利于平衡向再生方向移動(dòng)。由于逆流再生可使交換劑保護(hù)層再生十分*，所以即使交換劑表層的再生度差些，也不會(huì)影響出水質(zhì)量。

       逆流再生比順流再生具有出水質(zhì)量好，鹽耗低，工作交換容量大等優(yōu)點(diǎn)。

       B、  再生劑用量

       再生劑用量不足時(shí)，交換劑的再生度低，工作交換容量受影響，制水周期縮短，交換器自耗水量增大，有時(shí)會(huì)影響出水質(zhì)量。適當(dāng)增加再生劑的比耗，可提高交換劑的再生程度。一般固定床離子交換器再生一次所需的再生劑用量（mz）可按下式計(jì)算：

       mz=VR·E·k·M/（ε×1000）

       式中：    mz--再生一次所需再生劑用量，kg；

                      VR--樹脂的填裝量，m3；

                      E--交換劑的工作交換容量，一般強(qiáng)酸性陽(yáng)樹脂為800～1500mol/m3；

                      k--再生劑比耗，對(duì)強(qiáng)型離子交換樹脂一般逆流再生取1.2～1.8；順流再生時(shí)                 取2～3.5；對(duì)于弱型離子交換樹脂一般只需取1.1～1.5即可；磺化煤取3～4.5；

                      M--再生劑的摩爾質(zhì)量，g/mol；NaCl為58.5 g/mol；

                      ε--再生劑的純度，一般食鹽中NaCl含量為95%～98%。

       C、  再生液濃度

       當(dāng)再生劑用量一定時(shí)，在一定范圍內(nèi)，其濃度越大，再生程度越高。如再生液濃度太低，則再生不*，且再生所需的時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備自耗水量大。但再生液濃度也不能過(guò)高，因?yàn)樵偕鷦┯昧恳欢〞r(shí)，濃度越高，再生液體積越小，與交換劑的反應(yīng)就不易均勻地進(jìn)行，而過(guò)高的濃度還會(huì)使交換基團(tuán)受到壓縮，從而使再生效果反而下降。

       一般情況下，再生液的濃度應(yīng)控制在5%～8%。而飽和鹽水在常溫下的濃度為26%，故對(duì)采用射流器進(jìn)鹽的閥門要求射流器的吸射比在20%～32%之間。潤(rùn)新閥的各型號(hào)射流器都滿足這一要求。

       D、 再生液流速

       再生液流速是指再生液通過(guò)交換劑層時(shí)的速度。再生液流速如過(guò)快，再生液與交換劑接觸時(shí)間過(guò)短，交換反應(yīng)尚未充分進(jìn)行，再生液就已被排出交換器。順流再生再生液的流速一般控制在4～8m/h，對(duì)于無(wú)頂壓逆流再生交換器，為防止再生時(shí)亂層，再生液的流速宜控制得更低，一般為2～4m/h。

       為使再生時(shí)交換反應(yīng)充分進(jìn)行，一般認(rèn)為再生液與交換樹脂的接觸時(shí)間應(yīng)不少于30分鐘。當(dāng)再生劑用量和再生液流速確定后，進(jìn)再生液的時(shí)間可按下式計(jì)算：

       t=60Vz/（Sυ）

       其中，Vz=mCZ/（Cρ×103）

       式中：t--進(jìn)再生液的時(shí)間，min；

                  Vz--進(jìn)再生液的體積，m3；

                  S--交換劑層（交換器）的截面積，m2；

                  υ--再生液流速，m/h；

                  mCZ--純度為100%的一次再生劑用量，Kg；

                  C--再生液濃度，%；

                   ρ--再生液密度，kg/L或t/m3。

       E、  再生液溫度

       再生液溫度對(duì)再生效果的影響也很大，適當(dāng)提高再生液溫度，可加快離子的擴(kuò)散速度，提高再生效果。離子交換劑再生時(shí)，將再生液溫度提高到50℃時(shí)，可大大提高再生程度。但受離子交換劑的熱穩(wěn)定性限制，再生液的溫度也不可過(guò)高，否則易使交換劑的交換基團(tuán)分解，使交換劑變質(zhì)并影響其交換容量。

       F、  再生劑純度

       再生劑的純度對(duì)交換劑的再生程度和出水水質(zhì)影響較大，如再生劑含有大量雜質(zhì)離子，尤其是含有要交換的“反離子”，就會(huì)降低再生程度。如食用的含碘鹽中NaCl含量低，不宜用作再生劑。